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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE MEDICINA
ESCUELA DE POSTGRADO
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLATAFORMA DE MICROSCOPÍA VIRTUAL PARA
APOYAR DOCENCIA UNIVERSITARIA.
LUIS MIGUEL BRIONES MONTECINOS
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN INFORMÁTICA MÉDICA.
Director de Tesis: Prof. Dr. Steffen Härtel
2016
UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE MEDICINA
ESCUELA DE POSTGRADO
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA PLATAFORMA DE MICROSCOPÍA VIRTUAL PARA
APOYAR DOCENCIA UNIVERSITARIA.
LUIS MIGUEL BRIONES MONTECINOS
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN INFORMÁTICA MÉDICA.
Director de Tesis: Prof. Dr. Steffen Härtel
2016
DEDICATORIA
A mi hermosa familia, que siempre me permitió tomar mis propias decisiones y
construir mi propio camino, esa libertad es lo que soy hoy en día.
A la luz de mi vida, mi mujer Cristina y mi pequeño Francisco, siempre han creído en
mí y han estado a mi lado en cada uno de mis desafíos. Son sin duda lo más hermoso
que me ha regalado la vida, y doy gracias a Dios por tener la posibilidad de disfrutarlos
día a día.
Gracias Cristina y Francisco por enseñarme cada día a disfrutar la vida.
AGRADECIMIENTOS Agradezco en primer lugar a mi familia, especialmente a mis padres que construyeron
la persona que soy hoy en día, me formaron con valores que hoy encuentro
fundamentales, me enseñaron a disfrutar las cosas simples de la vida, y eso se los
agradeceré por siempre.
Por supuesto a Cristina, mi compañera incondicional en este viaje que decidimos
emprender hace algo más de una década, eres un pilar fundamental en este hermoso
camino. Y como no agradecer también a Francisco, el fruto de este amor que con su
sonrisa nos enamora cada día.
A Steffen y Eugenia por su gran apoyo y confianza durante el desarrollo de este
proyecto. Y también a todas las personas que de algún modo contribuyeron en este
trabajo.
Finalmente a mis amigos, que son parte fundamentar en mi vida.
INDICE
1. Resumen ..................................................................................................... 1
2. Abstract ....................................................................................................... 4
3. Introducción ................................................................................................. 6
4. Hipótesis ................................................................................................... 12
5. Objetivo general ........................................................................................ 12
6. Objetivos específicos ................................................................................ 12
5. Materiales y métodos ................................................................................ 13
5.1. Ingeniería de requerimientos ..................................................................... 13
5.1.1. Captura de requerimientos .................................................................. 14
5.1.1.1. Entrevistas ....................................................................................... 15
5.1.1.2. Prototipos ......................................................................................... 16
5.1.2. Análisis de requerimientos .................................................................. 16
5.1.2.1. Clasificación de requerimientos ....................................................... 16
5.1.2.2. Modelado conceptual ....................................................................... 17
5.1.2.3. Negociación de requerimientos ........................................................ 18
5.1.2.4. Especificación de requerimientos .................................................... 18
5.2. Plan de desarrollo ..................................................................................... 19
5.2.1. Modelo de prototipos ........................................................................... 19
5.2.2. Aspectos técnicos de la implementación ............................................. 20
5.3. Creación de cursos pilotos ........................................................................ 20
5.4. Puesta en marcha y evaluación de la plataforma ...................................... 22
6. Resultados ................................................................................................ 24
6.1. Implementación ......................................................................................... 24
6.2. Usabilidad y accesibilidad ......................................................................... 30
6.3. Aprendizaje y valoración ........................................................................... 34
6.4. Comparación de recursos virtual – presencial .......................................... 37
7. Discusión ................................................................................................... 39
8. Conclusión ................................................................................................ 45
9. Bibliografía ................................................................................................ 46
10. Anexos ...................................................................................................... 49
10.1. Evaluación de la plataforma “Patologi - Virtuelmikroskopi/Med” ......... 49
10.2. Consentimientos informados entrevistas ............................................. 51
10.3. Encuesta electrónica y validación ....................................................... 53
10.4. Especificación de requerimientos de software .................................... 56
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requerimientos funcionales y usuarios que los utilizan. -------------------------- 25
Tabla 2 Propiedades requeridas del sistema. --------------------------------------------------- 25
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Whole Slide Image - Estructura de datos piramidal. ------------------------------- 7
Figura 2 Diagrama Caso de Uso global de la plataforma web de MV para su uso en
docencia universitaria. --------------------------------------------------------------------------------- 26
Figura 3 Apariencia del curso piloto de Carcinoma Espinocelular creado para la puesta
en marcha de la plataforma. ------------------------------------------------------------------------- 28
Figura 4 Encuesta electrónica. --------------------------------------------------------------------- 29
Figura 5 Conexión remota y dispositivos electrónicos utilizados por los estudiantes.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 30
Figura 6 Usabilidad de la plataforma. ------------------------------------------------------------- 31
Figura 7 Facilidad para encontrar células o estructuras dentro del tejido. -------------- 32
Figura 8 Dificultades y limitaciones de la plataforma. ---------------------------------------- 33
Figura 9 Características más valoradas de la plataforma. ---------------------------------- 34
Figura 10 Utilidad de la microscopia virtual para estimular el aprendizaje. ------------ 35
Figura 11 Comentarios y sugerencias para mejorar la plataforma. ----------------------- 36
Figura 12 Función para agregar anotaciones en una placa virtual. ---------------------- 36
Figura 13 Uso de plataforma de microscopia virtual como complemento al uso de
microscopio convencional. --------------------------------------------------------------------------- 37
Figura 14 Preferencia sobre la herramienta a utilizar para cursos de Patología o
Histología. ------------------------------------------------------------------------------------------------- 38
1
1. RESUMEN
La Microscopia Virtual (MV) es una herramienta tecnológica que permite la
visualización de imágenes digitales microscópicas de gran resolución a través de un
computador, tablet o teléfono celular, imitando la funcionalidad de un microscopio
óptico tradicional [1]. La MV resuelve en gran medida problemas inherentes de la
microscopia convencional, como por ejemplo: i) acceso limitado a microscopios, ii)
acceso a laboratorios para realizar tinción de muestras, iii) escaso tiempo de contacto
entre estudiantes, docentes y el material de trabajo, iv) riesgo de romper placas
histológicas v) imposibilidad de compartir y publicar anotaciones, vi) cambio de
intensidad de la tinción debido al transcurso del tiempo, vii) dificultades logísticas para
administrar y almacenar placas histológicas y viii) dificultad de marcar puntos o
regiones de interés [2],[3],[4]. Las limitaciones mencionadas se acrecientan aún más
en regiones de Chile que no cuentan con acceso a laboratorios o infraestructura
adecuada.
La MV está siendo utilizada en ámbitos de patología y anatomía, reuniones clínicas
tumorales, cursos en línea, workshops virtuales e iniciativas en educación a nivel
escolar, universitario y educación continua [5]. En asignaturas tales como Histología y
Patología, que tradicionalmente utilizan microscopios para que los estudiantes
visualicen y analicen muestras de tejido [6], es donde la MV posibilita en gran medida
el uso de plataformas especializadas para el logro de aprendizajes específicos [2]. En
este sentido, fuera de Chile se han implementado con éxito y muy buena aceptación,
numerosas plataformas digitales, accesibles a través de internet por la comunidad
2
estudiantil y docente. A modo de ejemplo, cabe mencionar la plataforma Patologi -
Virtuelmikroskopi/Med [7], ampliamente utilizada para apoyar la docencia biomédica
en Aarhus University, Dinamarca.
Tomando en consideración el hecho de que en Chile no se cuenta con soluciones de
este tipo, esta tesis se enfocó en el diseño e implementación de una plataforma de MV
que permita dar apoyo a la docencia universitaria, tomando como eje principal el
desarrollo de una solución a medida para los docentes locales, orientado a la obtención
de un producto flexible, multiplataforma y en lenguaje español. Bajo este contexto, se
creó un curso piloto de Patología Oral para la carrera de Odontología de la Universidad
de Talca. Adicionalmente, se diseñó y aplicó a los estudiantes una encuesta
electrónica con el propósito de evaluar la experiencia usuaria frente a la utilización de
la plataforma.
Los resultados fueron agrupados en tres categorías de análisis, I) Usabilidad y
accesibilidad, II) Aprendizaje y valoración, y III) Comparación de recursos en las
modalidades virtual/presencial. Las dos primeras categorías son relevantes para la
correcta adopción de tecnología en el sector educativo, ya que impactan directamente
tanto en la experiencia usuaria como en la potencialidad de aprovechar de la manera
más adecuada los beneficios intrínsecos que tiene la MV. El análisis de la tercera
categoría, mostró una clara preferencia de los estudiantes para utilizar herramientas
de MV en sus cursos de Patología o Histología, además de su uso como complemento
a la microscopia convencional, lo que va en concordancia con el lineamiento que
siguen los docentes interesados en implementar esta nueva aproximación.
3
Los resultados obtenidos mediante la encuesta electrónica, permitieron definir trabajos
futuros tendientes a introducir mejoras en la plataforma, tanto en términos funcionales,
como también en contenidos, apuntando a mejorar la experiencia usuaria y la correcta
apreciación del material en cada curso.
4
2. ABSTRACT
Virtual Microscopy (VM) is a technological tool that allows microscopic visualization of
high resolution digital images through a computer, tablet or mobile phone, mimicking
the functionality of a traditional optical microscope [1]. VM solves several inherent
problems of conventional microscopy, such as: i) limited access to microscopes, ii)
limited access to laboratories for histological procedures and sample staining, iii)
students are in contact with working material for small amounts of time, iv) risk of
breaking histological slides, v) inability to share and publish annotations, vi) fading of
staining due to the passage of time, vii) logistical difficulties of managing and storing
histological slides and viii) difficulty of marking points or regions of interest on the slides
[2],[3],[4]. These limitations are further amplified in remote regions of Chile that do not
have access to laboratories or adequate infrastructure.
VM is being used in areas of pathology and anatomy, tumor clinical meetings, online
courses, virtual workshops and education initiatives in school, undergraduate and
continuing education [5]. In courses such as Histology and Pathology, which
traditionally use microscopes in order for the students to visualize and analyze tissue
samples [6], it is where VM enables the use of specialized platforms to achieve specific
learning [2]. In this regard, many digital platforms accessible via Internet by student and
faculty communities have been successfully implemented outside of Chile and have
been well received. For example, the platform Patologi - Virtuelmikroskopi/Med [7]
widely used to support biomedical teaching at Aarhus University, Denmark.
5
Taking into consideration that Chile does not have solutions like the previously
mentioned, this thesis focused on the design and implementation of a VM platform to
support university teaching, focusing primarily on the development of a solution for local
teachers, aimed at obtaining a flexible multiplatform product, that is also implemented
in native Spanish language. In this context, a pilot course of Oral Pathology for the
career of Dentistry at the University of Talca was created. Additionally, an electronic
survey was designed and applied to the students with the purpose of evaluating the
user experience regarding the platform use.
The results were grouped into three categories of analysis, I) Usability and accessibility,
II) Learning and assessment, and III) Comparison of resources in the virtual/presential
modalities. The first two categories are relevant to the successful adoption of
technology in the educational area, because both directly impact the user experience
and the potential to properly take advantage of the intrinsic benefits of VM. The analysis
of the third category, showed a clear preference of students to use VM tools in their
courses of Pathology and Histology, in addition to use as a complement to conventional
microscopy, which is in line with the guidelines followed by teachers interested in
implementing this new approach.
The results obtained with the survey, allows us to discern new ways to improve the
platform, in functional terms, as well as in content, aiming to improve the user
experience and correct assessment of the material in each course for future work.
.
6
3. INTRODUCCIÓN
El desarrollo tecnológico de áreas como la microscopia y las tecnologías de la
información (TIC), han permitido utilizar microscopios escaneadores de tejido para
digitalizar placas histológicas completas. El proceso de escaneado genera un archivo
digital llamado Whole Slide Imaging (WSI) o placa virtual, las cuales gracias a la MV
se pueden visualizar, navegar y anotar a través de internet [9], utilizando un software
visualizador que emula el comportamiento de un microscopio óptico convencional [10].
El archivo WSI es una estructura compleja de datos, formada por múltiples imágenes
de diferente magnificación y resolución, las que se ordenan bajo una estructura
piramidal (Figura 1) [11]. La altura de la pirámide corresponde a los distintos niveles
de magnificación disponibles en la placa virtual, cada uno formado por una serie de
pequeñas imágenes, dispuestas como bloques contiguos. Esta estructura facilita la
consulta rápida de subregiones arbitrarias de la placa virtual [11], sin necesidad de
cargar la imagen completa para su visualización. Este punto cobra especial relevancia
al considerar que el tamaño de un archivo WSI puede ir desde unos cientos de
megabytes hasta varios gigabytes. A modo de ejemplo, al digitalizar con un objetivo
de 40X una placa histológica de tamaño estándar (15x20mm), se genera una placa
virtual de 60.000 por 80.000 pixeles, equivalentes a 15 gigabytes de tamaño, por lo
que evidentemente no es factible cargar la imagen completa para su visualización tal
como se realiza con imágenes tradicionales.
7
Figura 1 Whole Slide Image - Estructura de datos piramidal. Se observa la distribución de los niveles de magnificación a través de la altura de la pirámide, y cada nivel se organiza por una serie de pequeñas imágenes dispuestas como bloques contiguos para formar la imagen final.
Para dicho propósito, existe software especializado para la visualización de WSI, tanto
a través de internet como localmente. Algunos de ellos tienen la posibilidad de añadir
características adicionales en su funcionamiento, como por ejemplo, presentar una
vista general de la placa virtual en miniatura, referencias a la posición dentro de ella,
o el nivel de magnificación actual. Esto permite a los usuarios mantener a la vista la
orientación y el contexto de exploración en el que se encuentran. Adicionalmente, la
vista en miniatura ayuda a que usuarios inexpertos mantengan una clara ubicación de
la región que están explorando en la placa virtual, lo que no suele ser evidente bajo un
microscopio convencional [6].
Desde la aparición de esta tecnología, la MV ha sido utilizada en campos diversos
tales como patología y anatomía, telemedicina, reuniones clínicas tumorales, cursos
en línea, workshops virtuales e iniciativas en educación a nivel escolar, universitario y
8
educación continua [5]. Es en el área educacional donde el presente estudio se
centrará en más detalle ya que, tradicionalmente los cursos de Histología y Patología
en docencia universitaria se realizan en modalidad presencial en una sala
acondicionada para que los preparados histológicos sean visualizados y analizados a
través de microscopios ópticos convencionales. Este proceso tiene asociado las
siguientes limitaciones: i) acceso limitado a microscopios, ii) acceso limitado a
laboratorios para tinción de muestras, iii) escaso tiempo de contacto entre estudiantes
y el material de trabajo, iv) riesgo de romper placas histológicas v) imposibilidad de
compartir y publicar anotaciones, vi) dificultad de marcar puntos o regiones de interés,
vii) cambio de intensidad de la tinción con el tiempo, viii) dificultades logísticas para
administrar y almacenar placas histológicas, y ix) presenciabilidad en el mismo lugar
que el equipamiento y el preparado histológico [2],[3],[4]. Las limitaciones mencionadas
se acrecientan aún más en regiones de Chile donde no se cuenta con laboratorios e
infraestructura adecuada.
La MV cumple un rol fundamental al resolver las problemáticas mencionadas
anteriormente, permitiendo además mejorar la experiencia de estudio tanto para
docentes y estudiantes que utilicen este tipo de herramienta tecnológica. Uno de los
beneficios que muchas veces se deja en segundo plano es que, desde el punto de
vista educativo, el uso de placas histológicas virtuales permite que todos los
estudiantes puedan trabajar con la misma imagen, y el docente tiene la posibilidad de
asegurarse de que la placa virtual utilizada sea la mejor y más representativa de su
colección para el objetivo de su clase. De este modo, placas convencionales de calidad
inferior que podrían ser recibidas por los estudiantes, o la poca habilidad para manejar
9
técnicamente un microscopio no interfieren con la experiencia de aprendizaje de los
estudiantes.
Internacionalmente existen diversas plataformas web que utilizan la MV para realizar
cursos de Histología y Patología [12]: i) Histologiekurs, Zurich University, Suiza [13], ii)
Mainzer Histo Maps, Johannes Gutenberg University Mainz, Alemania [14], iii) NYU
Virtual Microscope, New York University, USA [15], iv) ScanScope Images, Zurich
University, Suiza [16], v) Virtuelle Pathologie Magdeburg, Otto von Guericke University,
Magdeburg, Alemania [17]. En general, estas plataformas presentan funcionalidades
básicas de WSI, como navegación a través de la placa virtual, y posibilidad de añadir
anotaciones y puntos de interés. Sin embargo, solo NYU Virtual Microscope cuenta
con soporte para dispositivos móviles como teléfono celular y tablet. Varias
plataformas utilizan Adobe Flash para implementar el visualizador de WSI, lo que
requiere la instalación previa de un plug-in en el navegador web para su
funcionamiento. Esto constituye una limitación para algunos dispositivos móviles que
no soportan dicha instalación, además de requerir la intervención del usuario en este
procedimiento. Otras plataformas utilizan la tecnología de HTML5 y Javascript, lo que
resuelve la necesidad de plug-in de terceros en los navegadores web, sin embargo, no
cumplen con la totalidad de las exigencias que se están buscando en herramientas de
este tipo, como por ejemplo portabilidad, usabilidad, multiplataforma, entre otras.
La plataforma Patologi - Virtuelmikroskopi/Med [7] es una herramienta muy utilizada y
bien evaluada por parte de la comunidad docente y estudiantil de Aarhus University,
Dinamarca. Por ese motivo, y gracias a acuerdos de colaboración con sus creadores,
se realizó un trabajo preliminar en el cual se la evaluó funcionalmente esta plataforma,
10
con el objetivo de analizar una posible adaptación a la realidad local. La evaluación se
basó en la etapa de ingeniería de requerimientos, lo que permitió evaluar si dicha
plataforma cumplía funcionalmente con los requisitos identificados. Finalmente se
desechó la opción de reutilizar y adaptar esta plataforma hacia una versión local
(Anexo: 10.1 Evaluación de la plataforma “Patologi - Virtuelmikroskopi/Med”),
reafirmándose la decisión de un desarrollo propio, el cual estará diseñado e
implementado con orientación a usuarios nacionales, garantizando de esta forma un
alto grado de cumplimiento de sus necesidades.
Este trabajo de tesis consta de tres etapas:
i. La primera dedicada a la ingeniería de requerimientos, que busca conocer el
dominio del problema, así como documentar y analizar las necesidades de los
usuarios.
ii. La segunda etapa se enfoca en el diseño e implementación de una plataforma
web, que se adapte a la realidad local y a sus necesidades, tomando en
consideración la información adquirida previamente.
iii. La tercera etapa consiste en la evaluación de la experiencia usuaria de los
estudiantes frente a la realización de un curso piloto en la plataforma.
Con el fin de realizar un desarrollo e implementación concordante con los criterios
mencionados anteriormente, se tomó la decisión de utilizar como base el marco de
trabajo Bootstrap [18], debido a que se requirió ir creando rápidamente prototipos
funcionales. Dicho marco de trabajo permite realizar esto de manera eficiente y con un
11
diseño muy bien logrado. Bootstrap utiliza HTML5, CSS y Javascript lo que garantiza
su buen funcionamiento en cualquier navegador web y dispositivo móvil. Finalmente,
se utilizará el visualizador de WSI OpenSeadragon [19] que no requiere el uso de plug-
in de terceros, ni la instalación de software externo por parte del usuario. De esta forma
se espera contribuir a mejorar la experiencia usuaria y la compatibilidad de la
plataforma diseñada con una amplia gama de dispositivos electrónicos.
Como etapa final, y bajo un contexto de colaboración con regiones de Chile que
requieren este tipo de herramientas, se generó un convenio de cooperación en
informática médica, telemedicina y patología digital para la innovación en salud
electrónica entre la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, y la Facultad de
Ciencias de la Salud y Escuela de Medicina de la Universidad de Talca [8]. Este
convenio permitió consolidar un vínculo con docentes de Patología Oral de la
Universidad de Talca, logrando implementar uno de sus cursos en la plataforma
VirtualMicro creada en esta tesis, posibilitando realizar la puesta en marcha con
estudiantes de dicha universidad. La puesta en marcha consistió en un curso de
Carcinoma Espinocelular, para estudiantes de tercer año de la carrera de Odontología.
Posteriormente se evaluó a través de una encuesta electrónica, la experiencia usuaria
de los estudiantes frente al uso de la plataforma. Los resultados obtenidos son
auspiciosos en términos de usabilidad y valoración en contraste a la metodología
convencional con la cual fue comparada y son al mismo tiempo motivantes para seguir
mejorando y ampliando la gama de cursos disponibles para ser implementados en
otras universidades.
12
4. HIPÓTESIS
El diseño e implementación de una plataforma de microscopía virtual para apoyar
docencia universitaria, tendrá una aceptación positiva en la comunidad estudiantil
local, en términos de experiencia usuaria.
5. OBJETIVO GENERAL
Diseñar e implementar una plataforma de microscopia virtual para apoyar docencia
universitaria, evaluando la experiencia usuaria de estudiantes universitarios frente a
su uso.
6. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
El objetivo general y puesta a prueba de la hipótesis de trabajo implicó la realización
de los siguientes objetivos específicos:
1. Realizar proceso de ingeniería de requerimientos, para la evaluación y creación del plan de
desarrollo de la plataforma web de microscopia virtual.
2. Diseñar e implementar plataforma web de microscopia virtual.
3. Crear un curso piloto dentro de la plataforma web de microscopia virtual para su puesta en
marcha, específicamente en un curso de Carcinoma Espinocelular, para estudiantes de
tercer año de la carrera de Odontología de la Universidad de Talca.
4. Evaluar la experiencia usuaria de estudiantes universitarios frente al curso piloto, utilizando
una encuesta electrónica como instrumento de adquisición.
13
5. MATERIALES Y MÉTODOS
En esta sección se detallará en profundidad cada una de las etapas metodológicas
seguidas en este trabajo de tesis. Comenzando con la etapa de ingeniería de
requerimientos, donde se extrae toda la información necesaria desde los usuarios para
realizar un diseño e implementación acorde a sus necesidades. Luego se adentrará
en el plan de desarrollo, en el cual se pueden encontrar los detalles técnicos de la
implementación de la plataforma. Para finalizar, las últimas dos secciones están
dedicadas a detallar la etapa de creación del curso piloto para la puesta en marcha de
la plataforma y la evaluación de la misma.
5.1. INGENIERÍA DE REQUERIMIENTOS
Los requerimientos son la base para el desarrollo y planificación de un proyecto
informático y constituyen la definición de lo que los usuarios, clientes, proveedores o
empresas, necesitan de un potencial nuevo sistema, así como también establecen lo
que el sistema debe hacer para satisfacer esas necesidades [20]. El proceso de
captura, análisis y validación de los requerimientos del cliente es llamado ‘ingeniería
de requerimientos’, siendo su objetivo entregar una especificación de lo que se
necesita para la implementación adecuada de un software, y de esa forma comprender
mejor las necesidades reales de los usuarios, y al mismo tiempo diseñar un plan de
implementación realista y consistente.
La etapa de ingeniera de requerimientos comenzó con la captura de necesidades de
los docentes locales, la cual fue realizada a través de reuniones periódicas utilizando
prototipos y entrevistas [21], debido a que es la técnica que logra capturar mayor
14
cantidad y calidad de información de los usuarios [22]. Posteriormente, se realizó el
proceso de análisis de requerimientos, el cual se enfocó en identificar los flujos de
información entre usuarios y el sistema, las funciones específicas del sistema, y las
características y restricciones del diseño. Adicionalmente, para facilitar el análisis y
evaluación de esta etapa, se diagramaron los requerimientos identificados como casos
de uso. Finalmente se creó una especificación de requerimientos bien definida y
validada por los usuarios. A continuación se detalla en más profundidad cada uno de
los pasos realizados en esta etapa.
5.1.1. CAPTURA DE REQUERIMIENTOS
La captura de requerimientos es una tarea compleja dentro de la ingeniería de
software, debido a que los usuarios suelen tener dificultades para describir lo que
necesitan, y pueden omitir información relevante, o simplemente pueden no estar
dispuestos a cooperar [21]. Dado que esta etapa es fundamental para la obtención de
productos de calidad, se realizó con especial atención, ya que errores durante la
captura de requerimientos se arrastraran durante el diseño e implementación del
proyecto, y por consiguiente no se obtiene el software que el usuario realmente
requería.
Existe una diversidad de técnicas para realizar la captura de requerimientos, las que
han sido ampliamente descritas en la literatura [20]. Este proyecto en particular utilizó
dos de ellas, entrevistas y prototipos.
15
5.1.1.1. ENTREVISTAS
La realización de entrevistas es el método más utilizado para la captura de
requerimientos, ya que es la forma más directa para conocer lo que necesitan los
involucrados en el proyecto. Se recomienda sin embargo, combinar la realización de
entrevistas con otras técnicas que permitan complementar el proceso de captura de
requerimientos, debido a que una de las limitaciones de la entrevista es que solo
permiten mostrar un punto de vista a la vez, y distintos usuarios pueden tener
aproximaciones diferentes sobre alguna situación particular, por lo que hay que saber
cómo afrontar estos conflictos y proponer estrategias para solucionarlos [23].
Existen dos tipos de entrevistas, i) entrevistas estructuradas, donde se sigue un
conjunto de preguntas planificado, y ii) entrevistas no estructuradas, en las que no
existe un plan definido. En este proyecto las entrevistas estuvieron compuestas de una
mezcla de ambos tipos, ya que se partió con preguntas base, de las cuales se fueron
desprendiendo otras interrogantes durante el transcurso de la conversación.
Con la realización de entrevistas para la captura de requerimientos se obtuvieron
variados beneficios, ampliamente descritos en la literatura [23]. Por una parte, se le
entregó inmediatamente atención personalizada al usuario, haciéndolo parte de este
importante proceso, y por otra, se generó un dialogo fluido con los usuarios, donde se
plantearon todas las dudas que iban surgiendo durante el transcurso de la entrevista,
con el objetivo de no dejar preguntas sin resolver.
16
5.1.1.2. PROTOTIPOS
Como se describe en la literatura, la creación de prototipos y su discusión durante
reuniones o entrevistas constituye una forma efectiva de descubrir y validar
requerimientos [23]. Esta estrategia tuvo como objetivo principal mejorar la adquisición
y calidad de los requerimientos, ya que un buen prototipo facilita que los usuarios
planteen de mejor manera sus necesidades. Esta etapa fue ejecutada con especial
atención, ya que la creación de un mal prototipo (muy completo o muy atractivo
visualmente), puede causar que los usuarios consideren cumplidas sus necesidades
en el proyecto, y sientan esa instancia como una aprobación del mismo.
Para descubrir requerimientos utilizando prototipos se aplicó un ciclo simple de
indagación, el cual constó de tres fases [23]: i) escuchar cuidadosamente, ii) creación
de prototipo, y iii) presentación del prototipo.
5.1.2. ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS
La etapa de análisis de requerimientos tuvo como finalidad: i) identificar conflictos
existentes entre algunos de los requerimientos encontrados, ii) descubrir las
restricciones o limitaciones que tendrá el software, y iii) definir cómo debe interactuar
el sistema con los respectivos usuarios. En este trabajo, el proceso se dividió en cuatro
etapas que se detallan a continuación:
5.1.2.1. CLASIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS
Los requerimientos identificados en las etapas tempranas del desarrollo deben estar
descritos en forma precisa, y el primer paso para lograr este objetivo es su
17
clasificación, la cual consta de dos grandes grupos, requerimientos funcionales y no
funcionales.
Los requerimientos funcionales definen el comportamiento del software frente a
determinadas situaciones. Son vistos como las capacidades o características que tiene
un determinado sistema, debido a que describen las funciones que el software puede
realizar. Un requerimiento funcional también puede ser determinado, si existe un
conjunto de pasos de prueba con el que se pueda validar su comportamiento [21],
describiendo de esta forma las transformaciones que el sistema debe realizar sobre
ciertas entradas, para producir las correspondientes salidas.
Los requerimientos no funcionales, no tienen relación directa con la funcionalidad
específica de un software, si no que están relacionados con características
secundarias [21], como por ejemplo, rendimiento, requisitos de mantenimiento,
requisitos de seguridad, requisitos de fiabilidad, requisitos de interoperabilidad,
portabilidad, usabilidad, entre otras.
5.1.2.2. MODELADO CONCEPTUAL
Dentro de la etapa de análisis de requerimientos, el tomar problemas del mundo real
y representarlos como modelos conceptuales fue de gran ayuda para comprender el
contexto donde se desarrolla el problema, y como se plantea su solución. Existen
muchos modelos que pueden ser de ayuda en esta etapa, como modelos de estado,
modelos de objetos, modelos de datos. En este caso particular, se utilizaron diagramas
de casos de uso para representar el comportamiento del sistema, ya que un caso de
uso corresponde a todas las formas posibles de utilización de un sistema para lograr
18
un objetivo particular para un usuario determinado [24]. Por lo tanto, el conjunto de
todos los casos de uso refleja todas las maneras útiles de emplear un sistema. Cabe
destacar que la notación utilizada para crear los diagramas de casos de uso fue el
lenguaje estándar de modelado UML (Unified Modelling Language) [25].
5.1.2.3. NEGOCIACIÓN DE REQUERIMIENTOS
En esta etapa se discutieron aquellos requerimientos en los cuales algunos usuarios
tenían conflicto, por ejemplo, al solicitar funcionalidades incompatibles con el sistema.
Estas incompatibilidades podían deberse a la relación entre requisitos y recursos, entre
requisitos funcionales y no funcionales, entre otros. En esta etapa no se tomaron
decisiones arbitrarias frente a estos conflictos, si no que se discutieron con las partes
involucradas [21]. También se utilizó esta instancia para priorizar funcionalidades junto
al cliente, donde en conjunto se discutió y organizó el desarrollo de algunos
requerimientos frente a otros.
5.1.2.4. ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS
El objetivo de esta etapa fue documentar los requerimientos en forma clara y precisa,
con el propósito de evitar posibles interpretaciones erróneas. Se recomienda que la
creación de este documento se realice cuando el proceso de análisis esté avanzado,
de manera que los requerimientos por parte de los usuarios estén ya consolidados
[21].
Los documentos resultantes fueron revisados sistemáticamente, evaluados y
aprobados, tanto por el desarrollador como por los usuarios (Anexo: 10.4
Especificación de requerimientos de software). Cabe destacar que estos documentos
19
contienen desde información de requerimientos de alto nivel del sistema, hasta
especificaciones detalladas de requerimientos del software, que el usuario debe validar
y aprobar.
5.2. PLAN DE DESARROLLO
La elección de un paradigma sobre el ciclo de vida de un proyecto es fundamental para
su correcta ejecución, ya que define los lineamientos de desarrollo que se seguirán en
cada etapa, repercutiendo directamente en la forma de trabajar y avanzar. Es por ello
que en este trabajo de tesis se optó por seguir una aproximación evolutiva, en la cual
con la ayuda de prototipos y múltiples iteraciones con los usuarios, se fueron refinando
aspectos del diseño e implementación. Adicionalmente, en esta sección se detallarán
aspectos importantes del plan de desarrollo de la plataforma, como son la metodología
de desarrollo, lenguajes de programación y bases de datos, entre otros.
5.2.1. MODELO DE PROTOTIPOS
El modelo de prototipos pertenece a la clase de los modelos de desarrollo evolutivos,
y sus bases se fundamentan en el proceso de desarrollo de una versión de prueba de
un sistema o de alguno de sus componentes, con el objetivo de clarificar
requerimientos junto a los usuarios o identificar consideraciones críticas del diseño
[26]. Este proceso fue de gran ayuda tanto para el desarrollador como para los
usuarios, ya que permitió utilizar esta versión de prueba y verificar lo que realmente
necesitan. Adicionalmente, permitió al desarrollador mejorar sus competencias
20
técnicas al abordar el problema tempranamente, y con ello consolidar de mejor forma
la factibilidad de la solución propuesta.
5.2.2. ASPECTOS TÉCNICOS DE LA IMPLEMENTACIÓN
Como se mencionó previamente, para la implementación de la plataforma de MV se
utilizó como base el marco de trabajo Bootstrap [18], con el objetivo de implementar
rápidamente los prototipos funcionales, sin perder la posibilidad de tener un diseño de
la interface de usuario de gran nivel.
El lenguaje de programación utilizado para desarrollar la plataforma fue HTML5 [27],
el cual es semántico, flexible y multiplataforma [28]. Adicionalmente fue acompañado
de una hoja de estilo en cascada (CSS3) en su tercera versión [27] para definir la
presentación y apariencia de la plataforma. Para la creación de las funcionalidades del
lado del servidor, se utilizó el lenguaje de programación PHP [27], con el sistema de
gestión de base de datos MySQL [27], ya que son de código abierto y se ajustan
perfectamente a los requerimientos que presenta este proyecto.
Para la implementación del visualizador de WSI se utilizó OpenSeadragon [19], que es
un visualizador de código abierto y cuenta con la documentación necesaria para poder
integrar sin problemas software de terceros dentro de este desarrollo. Adicionalmente
el estar desarrollado en Javascript lo hace compatible con múltiples plataformas.
5.3. CREACIÓN DE CURSOS PILOTOS
Los docentes encargados de los cursos de Histología de la Universidad de Chile, y
Patología Oral de la Universidad de Talca, desarrollaron previamente guías docentes
en las cuales se detalla todo el material que es utilizado en una clase tradicional, es
21
decir, especificación de la placa histológica en estudio, descripción de la misma,
introducción del tema a tratar, objetivos del curso, y un conjunto de preguntas para
guiar el desarrollo efectivo de la guía por parte del estudiante. Dichas guías docentes
se adaptaron para ser utilizadas en una plataforma digital, con el apoyo y supervisión
de la Coordinadora de la Unidad de Desarrollo Docente de la Dirección de Pregrado
(Carolina Figueroa San Martin), en el marco de los lineamientos del Modelo Educativo
de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, en lo que respecta a recursos
educativos que permitan alcanzar aprendizajes profundos y duraderos, colocando el
desafío en que el desarrollo y pertinencia del material pedagógico debe estar alineado
con los aprendizajes de los estudiantes y seguir una secuencia de aprendizaje
utilizando una planificación de Syllabus que oriente el proceso.
Finalizada la etapa de desarrollo e implementación, se contó con una versión funcional
de la plataforma, la cual estuvo habilitada y disponible para que el contenido de estas
guías docentes fuese incorporado de forma definitiva. Por este motivo, el desarrollador
junto con los docentes realizó en conjunto un proceso de adecuación de las guías
dentro de la plataforma, buscando que el contenido estuviera disponible de la mejor
forma posible, sin perjudicar la usabilidad ni el diseño de la interface de usuario. Esto
permitió contar con cursos pilotos disponibles para su uso formal en asignaturas de
ambas universidades.
22
5.4. PUESTA EN MARCHA Y EVALUACIÓN DE LA
PLATAFORMA
Con los cursos pilotos montados en la plataforma, se realizó la puesta en marcha para
el curso de Patología Oral, de tercer año de la carrera de Odontología de la Universidad
de Talca. Este curso fue realizado en una sala tradicional, donde los estudiantes
pudieron utilizar sus computadores personales para ingresar a la plataforma. La
actividad tuvo una duración de 90 minutos y fue realizada por un total de 80
estudiantes, quienes fueron divididos en 2 grupos en jornadas distintas, con el
propósito de facilitar la interacción con el docente frente a dudas y consultas.
Estos estudiantes han cursado previamente la asignatura de Histología como
prerrequisito, por lo que han tenido experiencia en el análisis de placas histológicas en
laboratorios de microscopia convencional. Particularmente, dentro del curso de
Patología Oral donde se realizó la puesta en marcha, los estudiantes realizaron clases
prácticas en un laboratorio tradicional durante gran parte del semestre, programando
la realización de la última sesión práctica de este curso sobre la nueva plataforma de
MV. Esto permitió evaluar a través de una encuesta electrónica [29],[30] creada y
aplicada a través de google forms, la experiencia de uso que tuvieron los estudiantes
durante la realización de este curso piloto. Dicha encuesta fue validada por la
metodóloga Carolina Figueroa San Martin. El detalle de las preguntas realizadas y su
validación puede ser visto en la sección de anexos (Anexo: 10.3 Encuesta electrónica
y validación). Una vez terminada la puesta en marcha, se recopilaron las apreciaciones
23
que tuvieron los estudiantes frente a esta nueva herramienta tecnológica, comparado
con la experiencia que han tenido previamente con microscopia convencional.
24
6. RESULTADOS
6.1. IMPLEMENTACIÓN
Los resultados del objetivo específico número uno, correspondientes al proceso de
ingeniería de requerimientos, permitieron conocer de forma precisa las necesidades
que tienen los docentes locales, ya que en una instancia inicial fueron entrevistados
para obtener una primera aproximación de la plataforma web que esperaban tener.
Producto del análisis de esta entrevista inicial, se desarrolló un primer prototipo con
funcionalidades limitadas, que constó de una página estática que presentaba la
descripción de la actividad y visualización de placas virtuales. La estructura y
características de este prototipo fueron evaluadas constantemente por los docentes
locales, permitiendo de este modo refinar las funcionalidades y comportamiento de la
plataforma, en términos tanto funcionales como no funcionales. Como se mencionó
previamente (Sección 5.1.2.1), los requerimientos funcionales se relacionan
directamente con los servicios específicos que la plataforma entrega a los usuarios
[31], mientras que los requerimientos no funcionales se relacionan con propiedades
del sistema, tales como atributos de calidad, portabilidad, rendimiento o seguridad [31].
Las Tablas 1 y 2 presentan un resumen de los requerimientos identificados, junto con
los actores involucrados en cada uno de ellos.
25
Tabla 1 Requerimientos funcionales y usuarios que los utilizan.
Requerimientos funcionales Administrador Docente Estudiantes
Habilitar o inhabilitar usuarios ☑ Crear curso y su contenido ☑
Visualizar preparados histológicos virtuales ☑ ☑ ☑
Acceso a descripción de las imágenes ☑ ☑ ☑
Realizar curso ☑
Ver y crear anotaciones ☑ ☑
Ver y crear regiones de interés ☑ ☑
Crear evaluación ☑
Realizar evaluación ☑
Ver calificaciones ☑ ☑
Tabla 2 Propiedades requeridas del sistema.
Requerimientos no funcionales
Requisitos de rendimiento
Usabilidad
Multiplataforma
Portabilidad
Disponibilidad
En cada reunión se incrementaron gradualmente las características del prototipo en
base a la información recolectada en las sesiones previas (incorporación de sección
de preguntas, barra de calibración, anotaciones, entre otras.), con el objetivo de contar
con las funcionalidades precisas, las que fueron implementadas en la versión final.
Esta metodología iterativa, permitió crear un plan de desarrollo más robusto, con
priorización de funcionalidades.
El proceso de modelado conceptual con diagramas de casos de uso, complementó el
trabajo realizado en la etapa de ingeniería de requerimientos, dado que facilitó la
creación de un marco de trabajo para el desarrollo y validación de las funcionalidades
26
dentro del sistema. Adicionalmente, para los usuarios resulto útil visualizar escenarios
de interacción entre los distintos actores dentro de un sistema, y corregir posibles
errores de interpretación o agregar y quitar funcionalidades dependiendo de las
necesidades reales que tienen frente al proyecto. Bajo este contexto, se creó un
diagrama de casos de uso global de la plataforma (Figura 2), en el que se aprecia la
estructura de interacción entre los usuarios (docente, estudiante, administrador) y las
respectivas funcionalidades de la plataforma a las que tienen acceso.
Con respecto al segundo objetivo, correspondiente a diseñar e implementar la
plataforma web de microscopia virtual, se buscó lograr una apariencia amigable,
minimalista e intuitiva, donde la disposición de cada sección de la plataforma tuviera
Figura 2 Diagrama Caso de Uso global de la plataforma web de MV para su uso en docencia universitaria. Se pueden ver los 3 actores (Administrador, Docente, Estudiante) dentro del sistema y las diferentes funcionalidades que tienen permitido realizar.
27
sentido práctico, sin interferir en la facilidad de uso, ni en la interacción interfaz-usuario.
Esta etapa fue de suma importancia, ya que cada elemento visual de la plataforma
juega un rol importante dentro de la experiencia usuaria, por ejemplo, la posición de
cada elemento, los colores, el tipo y tamaño de letra, etc. Luego de algunas iteraciones
con los docentes, la plataforma en desarrollo se convirtió en una interfaz amigable y
agradable al usuario (Figura 3).
Como etapa paralela al diseño, se desarrolló la implementación de la estructura final
de la plataforma, junto con el contenido preliminar de cada sección. Inicialmente los
docentes adaptaron las guías de cada curso, junto a todas sus actividades, para ser
implementadas en una plataforma de MV. Como fue destacado anteriormente (Sección
5.3), el proceso de adaptación de las guías docentes utilizó la metodología Syllabus,
bajo asesoría y supervisión metodológica.
La estructura de las guías docentes y el flujo de trabajo del estudiante a través del
curso instalado en la plataforma, fue revisado conjuntamente durante cada iteración
que se realizó con los docentes, hasta llegar a una estructura de consenso (Figura 3).
Esta presenta tres secciones principales, la primera muestra la lista de cursos
disponibles para cada estudiante (Figura 3A), quien puede seleccionar el que
corresponda dentro de la lista, la segunda permite obtener el detalle de todas las
actividades que conforman dicho curso (Figura 3B), por ejemplo, actividades
motivacionales, introducción, actividades con placas virtuales y conclusiones. La
tercera sección corresponde a la vista específica de una actividad determinada (Figura
3C). En la figura se muestra la Actividad 2, que requiere que el estudiante utilice una
28
placa virtual, con su respectiva descripción y sección de preguntas que guían la
exploración de la placa virtual por el estudiante.
La etapa posterior al diseño e implementación de la plataforma, fue el desarrollo del
objetivo número 3, correspondiente a la creación del curso piloto de Carcinoma
Espinocelular para la puesta en marcha de la plataforma. Este curso fue dirigido a
Figura 3 Apariencia en pantalla del curso piloto de Carcinoma Espinocelular creado para la puesta en marcha de la plataforma. (A) Lista de cursos disponibles para cada usuario, (B) Lista de actividades dentro de cada curso, (C) Vista especifica de una actividad que requiere el uso de una placa virtual.
A B
C
29
estudiantes de tercer año de la carrera de Odontología de la Universidad de Talca, y
fue implementado en la plataforma gracias al trabajo en conjunto entre el docente a
cargo del curso, la metodóloga y el desarrollador, tal como se describió anteriormente
(Sección 5.3).
Conjuntamente con la creación del curso piloto, se diseñó una encuesta electrónica
(Figura 4), con el objetivo de evaluar la experiencia usuaria de los estudiantes. La
encuesta constó tanto de preguntas abiertas como de selección múltiple. En este
último caso existen preguntas con alternativas únicas de respuesta, y otras donde el
estudiante puede seleccionar más de una alternativa como respuesta.
Figura 4 Encuesta electrónica. Ejemplo de distintas secciones de la encuesta electronica realizada a estudiantes de la Universidad de Taca.
30
Un total de 69 estudiantes respondieron la encuesta electrónica, cifra que corresponde
al 86% de los estudiantes que realizaron el curso. Los resultados fueron agrupados y
categorizados en tres dimensiones de análisis:
Usabilidad y accesibilidad
Aprendizaje y valoración
Comparación de recursos virtual – presencial
6.2. USABILIDAD Y ACCESIBILIDAD
La primera dimensión de análisis estuvo enfocada en la usabilidad y accesibilidad de
la plataforma. Dentro de esta categoría el 97% de los encuestados declara tener
acceso a internet desde su hogar (Figura 5A), lo que facilita la obtención de toda la
potencialidad de apoyo docente de este tipo de herramientas tecnológicas.
Adicionalmente, la mayoría de los estudiantes manifestó que utiliza dispositivos
móviles para apoyar su estudio (Figura 5B).
4.3
92.8
24.6
14.5
0 20 40 60 80 100
Computador de escritorio
Notebook
Teléfono celular
Tablet
Porcentaje de estudiantes
97%
3%
Si
No
Figura 5 Conexión remota y dispositivos electrónicos utilizados por los estudiantes. (A) Porcentaje de estudiantes que cuentan con acceso a internet desde su hogar. (B) Distribución de los dispositivos electrónicos que los estudiantes utilizan para apoyar su estudio (Posibilidad de responder por mas de una opción a la vez).
A B
31
Con respecto al diseño de la plataforma, la facilidad de uso es un punto importante
adicional a la tecnología de implementación y el correcto funcionamiento en diversos
dispositivos. Frente a este aspecto, el 85% de los estudiantes encuestados manifestó
que le fue fácil o muy fácil utilizar la plataforma (Figura 6).
La usabilidad en una plataforma de MV debe reflejarse en sus múltiples
funcionalidades, resolviendo las dificultades intrínsecas que presentan las
metodologías tradicionales, por ejemplo, facilitar el proceso de búsqueda e
identificación de estructuras dentro de una placa virtual (Figura 7), evitando que la falta
de habilidades técnicas por parte del estudiante frente al manejo de un microscopio
convencional, interfiera en el logro adecuado del objetivo del curso.
0.0 1.4
13.0
47.8
37.7
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5
Po
rcen
taje
de
estu
dia
nte
s
Muy difícil Muy fácil
Figura 6 Usabilidad de la plataforma. Distribución del grado de facilidad de uso de la plataforma
manifestado por los estudiantes.
32
.
Adicionalmente, mediante pregunta abierta se indagó por dificultades o limitaciones
presentadas durante el uso de la plataforma (Figura 8), donde destacó un problema
con la conexión a internet, el cual aunque ajeno a este proyecto, es un tema a
considerar en este tipo de soluciones basadas en TIC. Otro punto importante es la
calidad de imagen de las muestras utilizadas, calidad que puede ser cuestionada por
los estudiantes al no tener conocimientos referentes a la magnificación que se está
visualizando, ni al límite de la resolución en microscopia, tema que será retomado en
la sección de discusión. Por otra parte, un 14% de los estudiantes manifestaron la
necesidad de contar con la notación de aumentos simulando los utilizados en un
microscopio tradicional (5x, 10x, 20x, etc.), funcionalidad que será incorporada en
futuras versiones de la plataforma.
16%
68%
16%
Microscopio tradicional
Plataforma de Microscopia Virtual
Me es indiferente
Figura 7 Facilidad para encontrar células o estructuras dentro del tejido. Preferencia de los estudiantes frente a Microscopio tradicional o Plataforma de MV con relación a la facilidad de encontrar células o
estructuras dentro de un tejido.
33
En síntesis, en términos de usabilidad y accesibilidad por parte de los estudiantes
encuestados, se encontró que prácticamente la totalidad de los estudiantes cuentan
con acceso a internet desde sus hogares, lo que refleja a su vez el uso de diversos
dispositivos móviles para apoyar el proceso de estudio. Adicionalmente, la plataforma
creada logró altos niveles de aprobación en términos de la facilidad de uso, apoyando
la aceptabilidad de la incorporación de esta herramienta. Sin desmedro de lo anterior,
se obtuvo información relevante para la mejora de la plataforma, tanto en términos
funcionales (notación de aumentos de microscopio), como también en contenidos
(actividad inicial de resolución en microscopia), lo que sin duda mejorará la experiencia
usuaria y la correcta apreciación del material en cada curso.
10.1
1.4
17.4
2.9
7.2
1.4
0 5 10 15 20
Mala calidad imagen
Navegación por la imagen
Conexión a internet
rapidez
Falta de aumentos microscopio
Falta de uso microscopio
Porcentaje de estudiantes
Figura 8 Dificultades y limitaciones de la plataforma. Histograma de las limitaciones y dificultades mencionadas abiertamente por los estudiantes frente al uso de la plataforma.
34
6.3. APRENDIZAJE Y VALORACIÓN
Esta dimensión de análisis tiene mucha relevancia para el proyecto, ya que captura la
valoración que atribuyen los estudiantes a la plataforma diseñada (Figura 9), y el grado
de incentivo para desarrollar un estudio de forma más autónoma. En términos
generales, los estudiantes valoran las características que aporta la MV al desarrollo de
herramientas para apoyar el proceso educativo. Principalmente se valora la
accesibilidad, ya que la plataforma permite acceso al material de estudio en cualquier
momento y desde cualquier lugar en el que cuenten con acceso a internet. Otras
características que fueron destacadas son la rapidez de actualización de la imagen al
realizar cambios de magnificación, y la fácil navegación a través de la placa virtual,
constituyendo estas las principales diferencias entre la nueva metodología y la
aproximación tradicional. La facilidad de uso descrita en la dimensión de análisis
anterior, destaca también entre las valoraciones más altas.
31.9
27.5
14.5
20.3
18.8
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Fácil de usar
Rapidez
Accesibilidad desde cualquier lugar
Buena calidad imagen
Navegación por la imagen
Porcentaje de estudiantes
Figura 9 Características más valoradas de la plataforma. Histograma de las características más valoradas de la plataforma para su uso en cursos de Histología o Patología.
35
Adicionalmente, uno de los conceptos importantes que se desea destacar en esta
dimensión de análisis es la autonomía del estudio y la estimulación del aprendizaje
(Figura 10), ya que la inserción de una herramienta tecnológica dentro de un proceso
formativo tradicional, trae consigo transformaciones y cambios importantes en la
organización tanto de la docencia como también en el proceso de aprendizaje por parte
del estudiante, los cuales serán analizados en la sección de discusión.
Por otra parte, cuando se analizan los comentarios y sugerencias que tienen los
estudiantes con respecto a la plataforma (Figura 11), destacan dos aspectos que no
han sido mencionadas anteriormente: 1) La posibilidad de contar con una mayor
cantidad de placas virtuales para cada actividad, y así poder realizar un análisis
comparativo más profundo, punto que siempre estará definido por los objetivo de
aprendizaje de cada actividad; 2) La necesidad de contar con una función que permita
crear anotaciones dentro de la placa virtual, funcionalidad que ya ha sido incorporada
en la versión actual de la plataforma (Figura 12).
93%
7%
Si
No
Figura 10 Utilidad de la microscopia virtual para estimular el aprendizaje. Distribución de estudiantes que sienten que la MV fue útil para estimular el aprendizaje, aspecto clave para para poder contribuir en la autonomía del estudio.
36
2.9
8.7
5.8
15.9
7.2
0 5 10 15 20
Anotaciones
Aumentos del microscopio
Mejorar la resolución máxima de la imagen
Muy buena aplicación
Mayor cantidad de muestras
Porcentaje de estudiantes
Figura 11 Comentarios y sugerencias para mejorar la plataforma. Histograma de los comentarios y sugerencias realizados por los estudiantes frente al uso de la plataforma.
Figura 12 Anotaciones de interés en una placa virtual. Se observa la incorporación de la función para agregar anotaciones dentro de una placa virtual, seleccionando el área a cubrir y su respectiva descripción.
37
6.4. COMPARACIÓN DE RECURSOS VIRTUAL –
PRESENCIAL
La tercera y última dimensión de análisis, tiene relación con la comparación de
recursos de las modalidades virtual/presencial. Frente a esta disyuntiva, la comunidad
estudiantil encuestada se manifestó a favor del uso de plataformas de MV como
complemento al uso de microscopia convencional para realizar cursos de Patología o
Histología (Figura 13). Cabe destacar que todos los estudiantes encuestados han
tenido en ocasiones previas cursos de Histología utilizando la metodología tradicional,
por lo que evalúan esta comparación en base a su experiencia previa.
Analizando en más detalle la preferencia de los estudiantes hacia plataformas de MV
frente a la utilización de microscopios convencionales (Figura 14), el 45% de los
estudiantes optó exclusivamente por el uso de una plataforma de MV, en comparación
0.0 0.0
8.7
31.9
58.0
0
20
40
60
80
100
1 2 3 4 5
Po
rce ta
je d
e e
stu
dia
nte
s
Inadecuado Excelente
Figura 13 Uso de plataforma de microscopia virtual como complemento al uso de microscopio convencional. Opinión de los estudiantes frente a la utilización de la plataforma de MV como complemento a la microscopia tradicional.
38
con el 13% que prefirió la utilización de microscopios convencionales. El 42% restante
se inclinó por la opción de utilizar ambas metodologías en sus cursos, lo que va en
concordancia con estrategias como blended learning, donde se procura encontrar el
mejor balance entre las actividades que se realizan presencialmente y las que se
realizan de forma virtual.
13%
45%
42%
Microscopiostradicionales
Plataforma Web deMicroscopia Virtual
Ambos
Figura 14 Preferencia sobre la herramienta a utilizar para cursos de Patología o Histología. La mayor parte de los estudiantes manifiesta su preferencia hacia el uso de la plataforma de MV y su uso complementario con la microscopia tradicional en cursos de Patología o Histología.
39
7. DISCUSIÓN
Como ha sido ampliamente descrito [32], la metodología de desarrollo iterativa basada
en prototipos utilizada dentro de este trabajo de tesis, demostró ser una buena
alternativa para optimizar el ciclo de vida del desarrollo de software, ya que la buena
captura y refinamiento de requerimientos durante el desarrollo del proyecto, mejoró la
descripción de las necesidades reales de los usuarios, ayudando a adaptar de mejor
forma el avance real del proyecto, y mejorando la comunicación entre usuarios y
desarrollador. De esta forma se obtuvo una plataforma acorde a lo que se requería,
disminuyendo la necesidad de realizar correcciones posteriores de funcionalidades
mal diseñadas. Bajo el mismo contexto, la decisión de incorporar la participación
temprana de los docentes locales en la fase de documentación de requerimientos, así
como durante todo el proceso de desarrollo del proyecto, fue de fundamental
importancia para su éxito final, pues se ha mostrado en la literatura que si los usuarios
sienten que sus necesidades están cubiertas en la solución, y fueron además parte del
proceso de creación, el grado de aceptación aumenta y se sienten altamente
motivados a utilizarla [33].
Al desarrollar herramientas basadas en TIC, el acceso a ellas por parte del público
objetivo es siempre un factor relevante. El hecho que el acceso a internet por parte de
los estudiantes sea cada vez mayor [34], posibilita que se extraiga el máximo provecho
a soluciones tecnológicas como la plataforma de MV creada en este trabajo de tesis.
Adicionalmente, un mayor grado de accesibilidad a internet facilita el uso de diversos
dispositivos electrónicos para acceder de forma remota al material de estudio [35]. Este
40
punto cobra particular relevancia frente a la decisión de crear esta plataforma
entregando desde el inicio un buen funcionamiento y compatibilidad, independiente del
dispositivo por el cual se accede al contenido. Por otra parte, un punto igual de
relevante planteado para el desarrollo de esta plataforma es la usabilidad, donde se
obtuvieron muy buenos resultados por parte de la comunidad estudiantil, tanto a nivel
de facilidad de uso como también en la valoración hacia la inclusión de esta plataforma
en sus cursos. Esto es de vital importancia, ya que como se describe en la literatura,
una interface amigable juega un rol fundamental en la inserción de tecnología en áreas
mayormente tradicionales como lo es la educación, ya que la primera impresión que
tienen los usuarios, es lo que marca la aceptación a lo largo del tiempo [36].
Un punto que puede afectar negativamente la apreciación hacia la MV, es la calidad
de imagen de las placas virtuales utilizadas. Esta puede ser cuestionada por usuarios
que no tienen conocimientos referentes a la magnificación de una imagen, ni al límite
de resolución óptica en microscopia. Este aspecto motivo la decisión de incluir una
actividad inicial en las futuras versiones de cada curso, para explicar en forma
resumida los conceptos básicos en esta materia y así lograr una interpretación correcta
de lo que se está visualizando.
Con respecto a la segunda dimensión de análisis, la comunidad estudiantil valoró en
muy buena medida las características que entrega la plataforma:
i. Facilidad de uso.
ii. Navegación por la placa virtual.
iii. Accesibilidad.
iv. Buena calidad de imagen.
41
Destacando el interés del estudiante a utilizar esta plataforma para fortalecer su
estudio. Esta plataforma se aprecia como una potente herramienta para apoyar la
docencia universitaria, especialmente cuando el actual proceso de enseñanza requiere
cambios de paradigma para enfrentar el creciente aumento del número de estudiantes
ingresando a las universidades chilenas y como es natural, con diversas formaciones
académicas y socio culturales.
En las carreras del área de la salud se requiere, entre otras temáticas, que los
estudiantes internalicen en sus primeros años una base de conocimientos teórico
prácticos sobre Histología. Tradicionalmente las sesiones prácticas se realizan en
laboratorios durante un periodo restringido de tiempo, donde muchas veces no se
cuenta con un microscopio para cada estudiante, y existe una heterogeneidad natural
en las placas histológicas que cada estudiante analiza. Es aquí donde las TIC y en
particular la plataforma de MV creada, entregan la posibilidad de democratizar el
acceso a material de calidad y durante el tiempo que requiera cada estudiante para
lograr aprendizajes significativos a su propio ritmo. Esto propende a convertir al
estudiante en un actor preponderante dentro de su propio proceso formativo,
entregándole la responsabilidad para organizar autónomamente su tiempo de estudio
no presencial, fortaleciendo de esta manera el aprendizaje activo. La MV al facilitar la
navegación a través de una placa virtual completa, permite al estudiante recorrer cada
nivel de magnificación de forma intuitiva, dando libertad absoluta al proceso
exploratorio. De esta manera, el estudiante puede organizar su propio proceso de
aprendizaje, focalizando su análisis basado en sus inquietudes, o apoyándose en las
indicaciones y descripciones realizadas por el docente. La aplicación de la encuesta
42
electrónica permitió obtener comentarios y sugerencias, que permitirán implementar
mejoras frente al desarrollo de futuros cursos, tales como:
i. Agregar la notación de aumentos de microscopios.
ii. Contar con mayor cantidad de muestras para análisis comparativo cuando sea
requerido por el objetivo del curso.
iii. Incluir una actividad inicial sobre resolución en microscopia.
iv. Crear anotaciones dentro de una placa virtual.
Si bien el objetivo de la tesis no fue evaluar el nivel de conocimientos o competencias
adquiridas utilizando la metodología tradicional versus la MV, existe evidencia dividida
en la literatura acerca de los beneficios que otorga en el proceso de enseñanza. Por
una parte hay trabajos que indican que no hay desmedro en la adquisición de los
aprendizajes entre ambas aproximaciones [37], por lo que la adopción de la MV trae
como beneficio todas las ventajas que han sido previamente mencionadas [2],[4],[6].
Sin embargo, otras investigaciones manifiestan que la incapacidad de lograr mejoras
en los niveles de aprendizaje, se debe fundamentalmente a que la incorporación de
las TIC se realiza de forma aislada, viéndolas simplemente como herramientas
tecnológicas, y no integrando estratégicamente su uso con todos los elementos que
conforman el proceso de enseñanza (docente, estudiantes, aspectos
organizacionales, objetivos y contenidos de la asignatura, estrategias y metodologías,
entre otras) [38]. Se requiere la incorporación de aspectos metodológicos para que el
uso de TIC repercuta en los objetivos y competencias que se quieren alcanzar.
Por otra parte, estudios que reportan diferencias entre las modalidades
Virtual/Presencial, describen mejoras en las competencias o habilidades para
43
reconocer estructuras en el tejido, así como mejoras en el análisis de casos por parte
de estudiantes que utilizaron MV, en comparación con los estudiantes que utilizaron
microscopia tradicional [39]. Incluso algunos estudios manifiestan beneficios en el
incremento de discusiones grupales utilizando MV, dada la facilidad de compartir entre
compañeros ciertas interrogantes frente a la pantalla del computador [6], la cual se
convierte efectivamente en un microscopio común para el grupo.
El desarrollo de la tesis presentada, genera satisfacción por el trabajo realizado, pero
también despierta una serie de cuestionamientos sobre aspectos que quizás se
pudieron haber enfrentado de manera distinta, lo que es valorable desde un punto de
vista formativo. En primer lugar, al inicio del proyecto se pudo haber dedicado más
tiempo a evaluar la integración de una herramienta de visualización de placas virtuales,
dentro de un ambiente educativo virtual como Moodle [40], pensando que el producto
logrado se podría integrar de manera más fácil al funcionamiento natural que tienen
muchas instituciones educacionales que utilizan este tipo de plataformas. En segundo
lugar, al analizar los resultados de la encuesta electrónica aplicada durante la puesta
en marcha, surgen nuevas interrogantes que hubiera sido interesante incluir, como por
ejemplo, preguntar sobre la preferencia de utilizar microscopios convencionales o MV
para las clases de Histología: si bien la MV fue ampliamente aceptada, no se indagó
mayormente en las razones de esa preferencia.
A la vista de los resultados obtenidos, surgen proyecciones futuras, en las que resaltan
aspectos que complementan de mejor forma los resultados del actual trabajo. En
primer lugar, la posibilidad de extrapolar la experiencia adquirida hacia iniciativas en
44
educación continua y Diplomados. Un ejemplo particularmente provechoso es el
desarrollo de cursos de entrenamiento para becados en Patología, donde la temática
tiene un atractivo impacto, al poder digitalizar y conservar casos patológicos
interesantes, como también biopsias procesadas con fluorescencia, cuya calidad
decrece naturalmente con el tiempo, o citología miscelánea. Estos casos se pueden
compartir a distancia entre colegas o se pueden utilizar para entrenamiento, sin
desmedro de la calidad durante el transcurso del tiempo, lo que no es posible de
realizar utilizando microscopia convencional.
La segunda proyección, aun no explotada, es la utilización de nuestra plataforma en
programas de capacitación docente, ya que es una herramienta tecnológica accesible
para la creación de contenido y aplicación a distancia. Esto permite que docentes con
mayor nivel de experiencia, puedan crear actividades de capacitación para docentes
que requieran subir su nivel de experticia y así enfrentar desafíos mayores de cara a
su comunidad estudiantil.
La tercera proyección, que es el paso más cercano a realizar, es continuar con la
inserción de esta plataforma en otros cursos universitarios, conjuntamente con la
creación de nuevos instrumentos evaluativos, tomando en cuenta los aspectos
aprendidos en la ejecución de este trabajo de tesis y buscando responder preguntas
como: Bajo una perspectiva metodológica, ¿la incorporación de una plataforma de MV
en cursos de Histología y Patología repercute en la adquisición de nuevas
competencias o habilidades por parte de la comunidad estudiantil?
45
8. CONCLUSIÓN
Esta tesis constituye la primera iniciativa en Chile para crear una plataforma
especializada de MV, estableciendo por lo tanto una metodología para abordar este
desarrollo tecnológico. Se puede afirmar que dicha metodología resultó adecuada para
una implementación rápida, concordante con los requerimientos de los usuarios. La
plataforma de MV diseñada apoya en forma efectiva la docencia universitaria y
resuelve problemáticas inherentes a la realización de asignaturas de Histología y
Patología que utilizan la metodología convencional.
La alta aprobación obtenida por parte de los estudiantes en términos de experiencia
usuaria y la alta valoración de sus características, constituyen evidencias que
respaldan la incorporación de esta herramienta tecnológica al proceso de enseñanza-
aprendizaje.
El uso de la plataforma despierta una natural motivación en los estudiantes, los que
pasan a ser participantes activos dentro de su proceso formativo, empoderándolos con
la responsabilidad de organizar su tiempo de estudio no presencial de forma
autónoma.
Las conclusiones de este trabajo llevan de manera natural a potenciar el incremento
del número de cursos disponibles en la plataforma y a diversificar su aplicación.
46
9. BIBLIOGRAFÍA
[1] R. S. Weinstein, A. R. Graham, L. C. Richter, G. P. Barker, E. a. Krupinski, A. M. Lopez, K. a. Erps, A. K. Bhattacharyya, Y. Yagi, and J. R. Gilbertson, “Overview of telepathology, virtual microscopy, and whole slide imaging: prospects for the future,” Hum. Pathol., vol. 40, no. 8, pp. 1057–1069, 2009.
[2] F. R. Dee, “Virtual microscopy in pathology education,” Hum. Pathol., vol. 40, no. 8, pp. 1112–1121, 2009.
[3] F. P. Paulsen, M. Eichhorn, and L. Bräuer, “Virtual microscopy-The future of teaching histology in the medical curriculum?,” Ann. Anat., vol. 192, no. 6, pp. 378–382, 2010.
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49
10. ANEXOS
10.1. EVALUACIÓN DE LA PLATAFORMA “PATOLOGI -
VIRTUELMIKROSKOPI/MED”
Resultados de la evaluación de la plataforma “Patologi - Virtuelmikroskopi/Med”, donde
se detallan los requerimientos funcionales y no funcionales que debería tener la
plataforma, los actores involucrados dentro del sistema, y finalmente si la plataforma
danesa cumple o no con estos requisitos.
Requerimientos funcionales
Administrador Docente Estudiantes Patologi – Virtuelmikroskopi/Med
Autentificación de los usuarios
Esencial Esencial Esencial ☑
Gestión de usuarios
Esencial ☑
Visualizar placas virtuales
Esencial Esencial ☑
Creación de un curso
Esencial Deseado ☑
Crear evaluación Deseado
Realizar curso Esencial ☑
Realizar evaluación
Deseado
Ver y crear anotaciones
Deseado Deseado
Ver y crear regiones de interés
Opcional Opcional
Requerimientos no funcionales Patologi - Virtuelmikroskopi/Med
Requisitos de rendimiento ☑ Seguridad ☑ Disponibilidad ☑ Portabilidad Multiplataforma Usabilidad
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Tempranamente se descubrieron limitaciones claves que presenta la plataforma
danesa, tanto en funcionalidades, como en requerimientos no funcionales. La
limitación más importante y clave para el proyecto, es el plugin utilizado para visualizar
las WSI, ya que requiere la instalación y mantención constante de software de terceros
(Java) en las computadoras donde se desee utilizar, lo cual es una potencial causa de
error durante la puesta en marcha, agregando complejidad técnica hacia el usuario, en
desmedro de la usabilidad del sistema. Adicionalmente no cuenta con soporte para
plataformas móviles, por lo que en futuras etapas del desarrollo no se podría
considerar esta característica.
Existiendo algunas deficiencias en otros requerimientos de menor prioridad, se tomó
la decisión de no utilizar la plataforma medicin.patologi.org por las razones
anteriormente descritas, dado a las claras limitaciones que generaría optar por esta
solución.
51
10.2. CONSENTIMIENTOS INFORMADOS ENTREVISTAS
52
53
10.3. ENCUESTA ELECTRÓNICA Y VALIDACIÓN
El objetivo de la encuesta electrónica fue conocer las experiencias que tuvieron los
estudiantes (usuarios), frente al uso de la plataforma de microscopia virtual en el
contexto del curso de Carcinoma Espinocelular, desarrollado para estudiantes de
tercer año de la carrera de Odontología de la Universidad de Talca. Esta encuesta
electrónica fue creada y aplicada a través de la plataforma google forms.
¿Qué dispositivo electrónico utiliza generalmente para apoyar su estudio?
Puede marcar más de una opción
o Computador de escritorio
o Notebook
o Tablet
o Teléfono celular
o Otro:
¿Cuenta con acceso a internet desde su hogar?
Incluido acceso a internet desde su teléfono celular
o Si
o No
¿Qué le parece el uso de plataformas de microscopia virtual como complemento
al uso de microscopio tradicional?
Escala del 1 a 5, siendo 1 Inadecuado y 5 Excelente.
¿Siente que la microscopia virtual fue útil para estimular el aprendizaje?
o Si
o No
54
¿Qué piensas acerca de la facilidad de uso de la plataforma VirtualMicro?
Escala del 1 a 5, siendo 1 Muy difícil y 5 Muy fácil.
¿Qué le parece la velocidad con la que puede navegar a través de la muestra
de tejido?
Escala del 1 a 5, siendo 1 Muy lento y 5 Muy rápido.
En términos de facilidad para encontrar células o estructuras dentro del tejido,
¿Dónde le parece más fácil realizar esta actividad?
o Microscopio tradicional
o Plataforma de Microscopia Virtual
o Me es indiferente
¿Qué características de una plataforma como VirtualMicro, valora para su uso
en cursos de patología?
Respuesta texto libre.
¿Qué dificultades o 10. limitaciones tuvo al utilizar la plataforma VirtualMicro?
Respuesta texto libre.
Entréganos tus comentarios y sugerencias para mejorar esta plataforma.
Respuesta texto libre.
¿Qué metodología prefiere utilizar para los cursos de patología o histología?
o Microscopios tradicionales
o Plataforma Web de Microscopia Virtual
o Ambos
55
Proceso de validación de la encuesta
Se envía un correo a la experta en educación (Carolina Figueroa San Martin),
magisterio en ciencias de la educación con mención en tecnologías educativas del
Consorcio Europeo Euromime, quien realiza la evaluación con el objetivo de proveer
información para mejorar la encuesta con la finalidad que cumpla con el nivel de la
muestra, el propósito y los objetivos del estudio. El procedimiento utilizado
correspondió a una revisión del instrumento generando una tabla de sugerencias y
comentarios que favoreciera la discusión con el investigador.
En relación a la revisión de la experta consideró elementos de forma y fondo:
1. La claridad de las preguntas y la relevancia de las mismas
2. Si el enunciado es correcto y comprensible, y si las preguntas tienen la
extensión adecuada.
3. Secuencia lógica de las preguntas
4. Tipos de preguntas más adecuados.
5. Si es correcta la categorización de las preguntas en relación a los objetivos
propuestos por el investigador.
6. El número adecuado de preguntas
7. Si el tiempo que toma contestarlo es o no apropiado.
8. El tipo de contenido en relación a los objetivos
9. La inclusión de la mayor cantidad de temas que den cuenta de los objetivos.
Posterior a la revisión se enviaron sugerencias de cambio de preguntas, eliminación
de algunas de ellas, uso apropiado de las palabras, o modificaciones en el formato de
la encuesta.
El instrumento fue devuelto con los cambios y la experta lo devolvió validado.
56
10.4. ESPECIFICACIÓN DE REQUERIMIENTOS DE
SOFTWARE
1. Introducción
Este documento tiene como objetivo detallar las especificaciones de forma clara y
precisa, tanto de los requerimientos funcionales como no funcionales, capturados
durante la etapa de ingeniería de requerimientos. Adicionalmente, se deja constancia
sobre las personas involucradas en el proyecto y sus roles dentro del mismo. De esta
manera se tiene fácil acceso al detalle de las diferentes funcionalidades que tendrá la
plataforma, las cuales se definieron en común acuerdo entre el equipo desarrollador y
los usuarios.
1.1. Propósito
Este documento tiene como propósito ser revisado sistemáticamente, evaluado y
aprobado, ya sea por el equipo desarrollador, como también por los usuarios
involucrados en el proyecto.
1.2. Personal involucrado
Nombre Steffen Härtel
Rol Gestionar y supervisar
Categoría profesional Jefe de proyecto
Responsabilidades Gestionar y supervisar avance y cumplimiento del proyecto.
Información de contacto [email protected]
57
Nombre Luis Briones Montecinos
Rol Implementación de proyecto
Categoría profesional Ingeniero desarrollador
Responsabilidades Diseñar e Implementar plataforma Web de Microscopia Virtual
Información de contacto [email protected]
Nombre Eugenia Diaz
Rol Docente Universidad de Chile
Categoría profesional Usuario clave docencia
Responsabilidades Entregar información sobre el sistema, flujo de información y requisitos.
Información de contacto [email protected]
Nombre Daniel Droguett
Rol Docente Universidad de Talca
Categoría profesional Usuario clave docencia
Responsabilidades Entregar información sobre el sistema, flujo de información y requisitos.
Información de contacto [email protected]
Nombre Carolina Figueroa San Martin
Rol Validación metodológica
Categoría profesional Metodóloga Universidad de Chile
Responsabilidades Proceso adaptación guías docentes y validación de encuesta electrónica.
Información de contacto [email protected]
58
2. Descripción general
2.1. Perspectiva del producto
El software a desarrollar será una plataforma web, que utilizara herramientas de la
microscopia virtual, para crear cursos universitarios de Histología y Patología.
2.2. Funcionalidad del producto
En el siguiente diagrama de caso de uso global del sistema, se pueden ver las
funcionalidades recolectadas en la etapa de ingeniería de requerimientos, como
también la interacción de los distintos usuarios con el sistema completo.
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2.3. Características de los usuarios
Tipo de usuario Administrador
Formación Ingeniero
Habilidades Manejo de tecnologías de la información y comunicaciones (TIC).
Actividades Generar y mantener cuentas de usuarios, junto a la definición de perfiles y roles dentro de la plataforma.
Tipo de usuario Docente
Formación Licenciado
Habilidades Manejo de los contenidos y actividades de los cursos a implementar en la plataforma.
Actividades Crear todo el contenido y actividades del curso que se desea implementar en la plataforma.
Tipo de usuario Estudiante
Formación Estudiante de pregrado
Habilidades Conocimientos básicos en el uso de computador y navegación por internet.
Actividades Realización de cursos dentro de la plataforma.
2.4. Restricciones
La plataforma será desarrollada utilizando el framework bootstrap, con lenguajes de
programación PHP, HTML y Javascript, con integración a una base de datos relacional
MySQL.
2.5. Suposiciones y dependencias
Ninguna.
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2.6. Evolución previsible del sistema
Posible integración con sistema de realización de evaluaciones con corrección
automática, y generación de reportes de las mismas.
3. Especificación de requisitos
3.1. Requisitos funcionales
A continuación se detallan los requerimientos identificados y acordados con los
usuarios, que tienen directa relación con la funcionalidad de la plataforma.
3.1.1. Requisito funcional 1
Numero RF1
Nombre Autenticación de los usuarios.
Descripción La plataforma debe permitir a cada usuario el ingreso del nombre y contraseña, para poder ingresar al sistema.
Proceso Al ingresar a la plataforma a través de un navegador web, se deberá ir al menú “Cursos”, donde encontrara el formulario de validación, acá deberá ingresar su nombre de usuario y contraseña correspondiente. Si no hubo ningún error en los datos ingresados, dará acceso a la lista de cursos disponibles, si no, emitirá un mensaje de error.
Grado de necesidad Esencial
61
3.1.2. Requisito funcional 2
Numero RF2
Nombre Gestión de usuarios (buscar, crear, modificar, eliminar)
Descripción La plataforma debe permitir al administrador, buscar, crear, modificar o eliminar usuarios del sistema.
Proceso El administrador tendrá acceso a una zona restringida de administración, donde validando sus datos de usuario y contraseña, podrá buscar, crear, modificar y eliminar usuarios directamente desde la base de datos del sistema.
Grado de necesidad Esencial
3.1.3. Requisito funcional 3
Numero RF3
Nombre Visualizar placas virtuales
Descripción La plataforma debe permitir la correcta visualización de una placa virtual.
Proceso Cuando un usuario, ya sea administrador, docente o estudiante, ingresa a un curso determinado, podrá tener acceso a una o más actividades en las que hay placas virtuales disponibles. Por lo que la plataforma debe permitir la correcta visualización de la placa virtual correspondiente, independiente del dispositivo electrónico utilizado para ingresar.
Grado de necesidad Esencial
62
3.1.4. Requisito funcional 4
Numero RF4
Nombre Creación de un curso
Descripción El docente debe tener la posibilidad de crear un nuevo curso dentro de la plataforma.
Proceso El docente al ingresar a la plataforma con su usuario y contraseña, podrá dirigirse al menú “Crear curso”, donde podrá ingresar el nombre del curso y la descripción del mismo.
Grado de necesidad Deseado
3.1.5. Requisito funcional 5
Numero RF5
Nombre Crear evaluación
Descripción El docente debe tener la posibilidad de crear una nueva evaluación dentro de la plataforma.
Proceso El docente debe ingresar a la plataforma con su usuario y contraseña, luego podrá dirigirse al menú “Crear evaluación”, donde podrá ingresar una serie de preguntas relacionadas con cierta actividad dentro de un curso.
Grado de necesidad Deseado
3.1.6. Requisito funcional 6
Numero RF6
Nombre Realizar curso
Descripción El estudiante debe tener la posibilidad de realizar un curso dentro de la plataforma.
Proceso El estudiante debe ingresar a la plataforma con su usuario y contraseña, luego podrá ver una lista de los cursos que tiene disponible para realizar, podrá ingresar al curso de su interés, donde posteriormente podrá encontrar una lista de las actividades relacionadas con este curso, las cuales podrá realizar en forma secuencial.
Grado de necesidad Esencial
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3.1.7. Requisito funcional 7
Numero RF7
Nombre Realizar evaluación
Descripción El estudiante debe tener la posibilidad de realizar una evaluación dentro de la plataforma.
Proceso El estudiante debe ingresar a la plataforma con su usuario y contraseña, luego de ingresar a un curso determinado, podrá encontrar actividades que estén vinculadas con una evaluación, que consta de una serie de preguntas relacionadas con la placa virtual que se esté analizando en esa actividad. La plataforma deberá permitir el ingreso de las respuestas y guardarlas en el perfil del usuario correspondiente.
Grado de necesidad Deseado
3.1.8. Requisito funcional 8
Numero RF8
Nombre Ver y crear anotaciones
Descripción Tanto docentes como estudiantes podrán crear nuevas anotaciones en una placa virtual dentro de la plataforma.
Proceso Cuando un usuario ingresa a una actividad determinada donde tiene acceso a la visualización de una placa virtual, podrá ver las anotaciones que estén en la palca virtual, o seleccionar la opción de “Crear una anotación” en la región de la placa virtual que el decida, ingresando un nombre y una descripción a dicha anotación.
Grado de necesidad Deseado
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3.1.9. Requisito funcional 9
Numero RF9
Nombre Ver y crear regiones de interés
Descripción Tanto docentes como estudiantes podrán ver y crear nuevas regiones de interés en una placa virtual dentro de la plataforma.
Proceso Cuando un usuario ingresa a una actividad determinada donde tiene acceso a la visualización de una placa virtual, podrá ver regiones de interés que estén en la palca virtual, o seleccionar la opción de “Crear región de interés” en la región de la placa virtual que él decida, ingresando un nombre y una descripción a dicha región de interés.
Grado de necesidad Opcional
3.2. Requisitos no funcionales
3.2.1. Requisitos de rendimiento
Como se verá a continuación, no se requiere grandes servidores web, ni infraestructura
de red avanzada para alojar y obtener un buen rendimiento de esta plataforma, ya que
los recursos utilizados para la ejecución de la plataforma son divididos entre el servidor
y el cliente, todo esto de forma transparente para el usuario.
Servidor web:
o Sistema operativo: Debian 6 (Linux)
o Memoria RAM: 4 Gb
o Procesador: Intel(R) Xeon(R) CPU X3430 2.4GHz
65
Prueba ancho de banda: Se realizó una prueba del ancho de banda necesario
para montar la plataforma en un servidor web cualquiera. El caso de prueba fue
con un usuario conectado y realizando un curso completo por el tiempo de 1
hora, tiempo que normalmente dura un curso. Con la ayuda de los registros en
el servidor web se corroboró la cantidad de información descargada hacia el
usuario, que en este caso fueron 10 Mb en total. Por lo que se extrapoló a 100
estudiantes que se conectarían simultáneamente, y se obtuvo que se requiere
un ancho de banda de 2.34 Mb/seg, lo cual es una demanda bastante asequible.
3.2.2. Seguridad
La seguridad de la plataforma estará respaldada mediante el requerimiento de
autentificación de cada usuario que desee ingresar al sistema, resguardando de esta
manera posibles malos usos.
Adicionalmente, se harán respaldos periódicos de la base de datos cada vez que se
agregue un nuevo curso.
3.2.3. Disponibilidad
La plataforma cuenta con un alto nivel de disponibilidad, el que solo se ve afectado por
razones de fuerza mayor, como por ejemplo caídas de la conexión de internet por parte
del proveedor, o bloques de tiempo fuera de línea por mantenimiento del servidor,
situaciones que ocurren con muy baja frecuencia.
66
3.2.4. Portabilidad
Una de las decisiones de utilizar los lenguajes de programación usados, y la base
de datos usada, es que son portables dentro de cualquier servidor web, tanto
Windows como Linux. Adicionalmente, tanto del punto de vista del servidor, como
del cliente, no tiene dependencias hacia software de terceros.
3.2.5. Multiplataforma
Una de las características que tiene esta plataforma, es que fue desarrollada con
lenguajes de programación y frameworks responsive, por lo tanto se adaptará
automáticamente a los distintos dispositivos electrónicos utilizados para acceder a
su contenido.
3.2.6. Usabilidad
La interface gráfica de la plataforma web debe cumplir con un grado basal de
usabilidad y diseño, el que se acordará gradualmente junto a los usuarios,
conservando un estilo minimalista, modular y sin intervención de usuario para el
correcto funcionamiento, tanto en distintos navegadores web como distintos
dispositivos electrónicos.